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如图,三条平行直线l1,l,l2把平面分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域(不含边界),且直线l到l1,l2的距离相等.点O在直线l上,点A、B在直线
l1上,P为平面区域内一点,且
OP
=λ1
OA
+λ2
OB
(λ1,λ2∈R)
,给出下列四个命题:
(1)若λ1>1,λ2>1,则点P位于区域Ⅰ;
(2)若点P位于区域Ⅱ,则λ1+λ2>1;
(3)若点P位于区域Ⅲ,则-1<λ1+λ2<0;
(4)若点P位于区域IV,则λ1+λ2<-1;
则所有正确命题的序号为
(1)(3)(4)
(1)(3)(4)
.
分析:利用平面向量的基本定理和平行四边形法则、共线定理,并分类讨论即可得出.
解答:解:(1)如图所示,若λ1>1,λ2>1,
OP
=λ1
OA
+λ2
OB
=λ
OP1
=λ(
OA
+
OB
)
,
则点P位于区域Ⅰ,正确;
(2)取λ1=
1
4
,λ2=
1
4
,
则
OP
=
1
4
OA
+
1
4
OB
=
1
4
(
OA
+
OB
)
,其点P位于区域II内,但是λ1+λ2=
1
2
<1
,因此(2)不正确;
(4)分别作
OM
=-
OA
,
ON
=-
OB
,平行四边形OMEN.
OE∩MN=F.则
OF
=
1
2
(
OM
+
ON
)
=-
1
2
(
OA
+
OB
)
,
此时λ1+λ2=-1.
在直线MN上任取一点Q,则
OQ
=
OF
+
FQ
=-
1
2
(
OA
+
OB
)+λ
NM
=-
1
2
(
OA
+
OB
)+λ(
OM
-
ON
)
=-
1
2
(
OA
+
OB
)+λ(-
OA
+
OB
)
=(-
1
2
-λ)
OA
+(-
1
2
+λ)
OB
,此时λ1+λ2=-1.
在区域IV内,任取一点P′,不妨设
OP′
=λ
OQ
=λ(λ1
OA
+λ2
OB
)
=λλ1
OA
+λλ2
OB
,
则λλ1+λλ2=-λ<-1.因此正确.
(3)由(4)可知:点P位于区域IV,则λ1+λ2<-1;点P位于直线l2上时,λ1+λ2=-1.
于是可得:点P位于区域Ⅲ,则-1<λ1+λ2<0.
综上可知:只有(1)(3)(4)正确.
故答案为:(1)(3)(4)正确.
点评:本题综合考查了平面向量的基本定理和平行四边形法则、共线定理、分类讨论等基础知识与基本技能方法,属于难题.
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